NGHIÊN CỨU SO SÁNH THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ PHƯƠNG PHÁP PDA CHO CỌC MÓNG CÔNG TRÌNH
ThS. Nguyễn Chí Tiên - Công ty Cổ phần Tư vấn Công nghệ Xây dựng Sài Gòn (SACOTEC)
Tóm tắt:
Thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải của cọc là bước then chốt trong đánh giá chất lượng nền móng. Hiện nay, hai phương pháp phổ biến nhất tại Việt Nam là thí nghiệm nén tĩnh (Static Load Test – SLT) theo TCVN 9393:2012, ASTM D1143, JIG 106 và thí nghiệm động biến dạng lớn PDA (Pile Dynamic Analysis) theo TCVN 11321:2016, JIG106, ASTM D4945. Bài nghiên cứu này so sánh hai phương pháp dựa trên cơ chế thử, độ tin cậy, chi phí và khả năng ứng dụng thực tế nhằm đề xuất mô hình kiểm định tối ưu.
1. Cơ chế và nguyên lý thí nghiệm
-
Thí nghiệm nén tĩnh (SLT): sử dụng tải trọng tĩnh tăng dần thông qua hệ đối trọng hoặc neo phản lực để đo độ lún của cọc theo tải trọng. Kết quả thể hiện trực tiếp quan hệ tải – lún, cho phép xác định sức chịu tải giới hạn và biến dạng dài hạn của cọc.
-
PDA (Dynamic Load Test): đánh giá sức chịu tải thông qua việc kích thích động bằng búa đóng/va đập, cảm biến gắn trên đầu cọc ghi nhận sóng ứng suất truyền trong thân cọc. Dữ liệu phân tích bằng phần mềm CAPWAP, xác định sức chịu tải động và dự báo sức chịu tải tĩnh.
2. So sánh ưu – nhược điểm
Theo các nghiên cứu của các tác giả Vincent Carl S. Cuajao; Orlean G. Dela Cruz1 and Abdollah Tabaroei: Kết quả nghiên cứu qua tổng hợp 51 cọc thử bằng SLT và DLT thì tỉ số DLT/SLT trung bình là ~ 0.9833 (≈ sai số khoảng 1.7 %) - "Comparison of Static and Dynamic Load Testing: A Review” (2024).
Theo nghiên cứu của - các tác giả S.Y. Mhaiskar; Makarand G. Khare; Ravikiran Vaidya nghiên cứu trên 303 trường hợp thì sự khác biệt giữa kết quả CAPWAP và SLT thường nằm trong phạm vi tải phá hỏng của tải nén tĩnh. Đối với 303 trường hợp trong cơ sở dữ liệu kết hợp, tỷ lệ trung bình CAPWAP/SLT là 0,98. "Pile Dynamic Load Test as alternative to Static Load Test” (Strnisa, 2010)
| Tiêu chí | Nén tĩnh (SLT) | PDA |
|---|---|---|
| Độ chính xác | Rất cao, đo trực tiếp tải – lún | Phụ thuộc mô hình CAPWAP, sai số 1.7–8% |
| Thời gian thi công | Chậm (7–14 ngày) | Rất nhanh (1–2 giờ/cọc) |
| Chi phí | Cao do hệ đối trọng và thời gian dài | Thấp hơn, phù hợp kiểm tra số lượng lớn |
| Phạm vi áp dụng | Tất cả loại cọc, đặc biệt công trình quan trọng | Cọc khoan nhồi, cọc PHC, cọc barrette. Hạn chế khi chiều dài lớn, chất lượng thi công kém |
| Thông tin bổ sung | Đánh giá độ lún phục vụ thiết kế | Kiểm tra khuyết tật cọc, mô đun đàn hồi |
3. Phân tích điểm mạnh và điểm yếu của phương pháp nén tĩnh và PDA
-
Ưu điểm của phương pháp nén tĩnh: kết quả trực tiếp, độ tin cậy tối đa, được coi là tiêu chuẩn chấp nhận chất lượng cọc trong các công trình cấp đặc biệt hoặc tải trọng lớn (cầu dây văng, cao ốc, bến cảng).
-
Nhược điểm của phương pháp nén tĩnh: chi phí cao, thời gian chậm, khó triển khai tại mặt bằng hẹp, yêu cầu biện pháp an toàn nghiêm ngặt đối với hệ đối trọng.
.jpg)
-
Ưu điểm của phương pháp PDA: nhanh, tiết kiệm chi phí, phù hợp kiểm tra diện rộng, những khu vực có địa hình khó khăn, mặt bằng chật hẹp, giúp đánh giá khuyết tật và chất lượng thi công.
-
Nhược điểm của phương pháp PDA.: phụ thuộc vào nhân sự và thiết bị thí nghiệm. Trong đó, quan trọng nhất là nhân viên lấy số liệu hiện trường và chuyên gia phân tích CAPWAP. Hơn nữa, thiết bị phải chuẩn chỉnh như của hãng PDI. Trong quá trình thi công, nếu cọc bị hư hại ở đầu hoặc chiều dài lớn thì kết quả sai lệch đáng kể.
.JPG)
4. Phương án kết hợp và khắc phục
-
Sử dụng phương pháp nén tĩnh cọc (SLT) cho cọc đại diện quan trọng, đồng thời PDA cho số lượng lớn cọc còn lại, nhằm vừa đảm bảo độ tin cậy vừa tối ưu chi phí.
-
Cần chuẩn hóa và kiểm soát chất lượng đầu cọc trước khi thử PDA để giảm sai số và tăng độ phản xạ sóng chính xác.
-
Khuyến nghị bắt buộc phải dùng máy của hãng PDI và phần mềm phân tích CAPWAP có bản quyền (cần được chứng minh), người phân tích là chuyên gia được hãng PDI đào tạo để đảm bảo tính chính xác, khoa học và khách quan.
5. Kết luận
Nén tĩnh là phương pháp có độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí và thời gian lớn, trong khi PDA linh hoạt, kinh tế và hiệu quả trong kiểm tra diện rộng và mặt bằng khó. Việc kết hợp hai phương pháp sẽ tối ưu chất lượng kiểm định nền móng, vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, vừa đảm bảo tiến độ và ngân sách xây dựng.
6. Đơn vị uy tín trong công tác thí nghiệm cọc tại Việt Nam
- Tên đơn vị: CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG SÀI GÒN
- Tên phòng thí nghiệm: PHÒNG THÍ NGHIỆM & KIỂM ĐỊNH XD. LAS-XD 58.010
- Tên viết tắt: SACOTEC
- Mã số thuế: 0313 571 594
- Địa chỉ: Số 121 Phạm Thị Nghĩ, xã Vĩnh Lộc, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
- Trưởng phòng: Thạc sĩ kỹ thuật, Kĩ sư xây dựng: NGUYỄN CHÍ TIÊN
- Điện thoại: 0909 868 400 - 0338 8888 39 Email: sacotec.vn@gmail.com
- Website: www.sacotec.org
